发布时间:2020-02-27
新民晚报讯(记者 董纯蕾)避免中年发福,是否也能预防老年痴呆?科学家说:就目前的研究,还不能证明两者之间有因果关系,不过,确实发现一类节食信号通路的长寿突变体,也与延缓行为退化相关;降低某些基因的功能表达,可防止小老鼠的“中年发福”,也能提高老年小鼠的认知功能。上海科学家团队发现了全新的抗衰老基因靶标,揭示了神经系统衰老的基因调控网络,也为延缓大脑衰老提供新的理论依据和作用靶标。
北京时间今天凌晨,国际顶级科学期刊《自然》(Nature)在线发表了题为《两个保守的表观遗传调控因子妨碍健康衰老》的研究论文,该研究由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)、上海脑科学与类脑研究中心、神经科学国家重点实验室蔡时青研究组与中国科学院上海巴斯德研究所江陆斌研究组合作完成。
所谓衰老,是生物体随时间推移各项生理功能逐渐退化,直至最后死亡的生理过程;所谓衰老,也是阿尔兹海默氏症、癌症、糖尿病等慢性疾病最大的风险因素。到目前为止,科学家已经发现有上百个基因可以延长寿命,对长寿的生物学机理也有了一定的认识。都说“岁月是把杀猪刀”,近来的研究也表明,延长寿命不一定延缓衰老过程中的行为能力和认知功能的退化,这与人类的美好愿望并不吻合。人类真正向往的延长寿命,显然是以延缓老化,保持健康的行为和认知能力为前提的。如何能让老年人口在延长寿命的过程中保持健康的状态,减少失智或生活不能自理的失能老人数量,是一道极其重要的世界性难题。
为什么长生不等于不老?2014年,蔡时青研究组阐明了长寿基因不一定延缓衰老过程中动物的行为退化,发现提高神经递质可改善老年动物行为能力。同龄人为什么不一样老?2017年,蔡时青研究组在动物神经系统内发现一条调控动物衰老的新信号通路,在国际上首次揭示了个体之间衰老速度差异的遗传基础。
这一次,经过多年的探索,蔡时青研究组与江陆斌研究组合作,既采用了秀丽隐杆线虫、小鼠两种模式动物,也在人类大脑基因表达数据库寻找抗衰老靶标基因,使用多种方法从不同层面抽丝剥茧地解析衰老的调控机制。
成虫体长仅1毫米的秀丽隐杆线虫,是一种可以独立生活的微小动物, 因其遗传背景清楚、生活史短、行为清晰,而成为研究衰老的重要模式生物。在秀丽隐杆线虫的研究试验中,研究人员以神经递质功能变化为指标,在全基因组水平上筛选、寻找调控衰老的基因,获得了包含了59个基因的候选名单。而这些候选基因之间又有着千丝万缕的相互作用,构建了这个迷宫般的复杂调控网络后,科学家发现其中两个表观遗传调控因子BAZ-2和SET-6位于关键节点。降低BAZ-2和SET-6功能,可以显著提高老年线虫的神经递质水平,让线虫健康地老去,延缓衰老过程中的行为功能退化。
哺乳动物有两个基因BAZ2B和EHMT1分别是BAZ-2和SET-6的同源基因。在人类大脑中,BAZ2B和EHMT1的表达量随衰老逐渐增加,且与阿尔兹海默症的病情进展正相关。研究人员在小鼠试验中证实,降低Baz2b的功能可以提高老年小鼠的认知功能,并且能缓解小鼠的“中年发福”(即体重随年龄而增加)。
那么,这两个基因是如何抵抗衰老的呢?科学家们进一步分析了个中原因:细胞的能量工厂——线粒体是关键的“胜负手”。在衰老过程中,线粒体功能下降是组织功能退化的重要原因,BAZ2B和EHMT1正是通过调控线粒体功能改变衰老进程——通过表观遗传修饰细胞核DNA编码的线粒体蛋白基因,进而调控这些线粒体蛋白的表达。降低这两个基因的功能,可提高线粒体功能,从而使老者也能维持较高行为能力。
远离阿尔茨海默症、帕金森症等神经退行性疾病,延缓“老糊涂”的进程,是越来越多人的迫切愿望。随着更多衰老靶点基因的发现和后续研究的不断拓展,我们距离愿望成真的日子也许不会太远了。“不过,目前,这两个抗衰老靶点尚处于基础研究,距离临床应用还有很长一段路要走。”蔡时青表示。